CAD_三维建模方法

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1、二、三维建模方法（1）产品建模的步骤2.1概述就是将人们头脑将现实世界中或设想中的物体转换成计算机内部表中构思或者设想示的这一过程称之为建模。的产品模型转换成用图形、符号关键信息或算法表示的形式。（1）概念模型。设计者臆想中的真实对象是在设计过程中建立起来的，但描绘这个对象按常规生成图形的规定或多或少地显示出一个与实际结构相一致的模型。在用CAD系统描述（3）计算机内部模型。一个CAD系统的计算机机内模型是将时这一情况基本上没有多大改变，它同样也有一个建模过程。信息模型传递结计算机可接受的且同时转换成二进制代码的—种标准结构形式(可描述的元素及其相互关

2、系)。以此可实现中央处理机的数据处理和数据存储。也就是：（2）信息模型。为了进一步将实物对象转换成计算机可描ò将信息模型的信息单元以数学形式加以定义；述的模型，必须把概念模型有目的地向形状信息单元（体—ò确定其相互关系；—面——轮廓（线）——点）转化。ò转化为二进制代码形式；产品模型发展过程：二维模型线框模型三维线框模型几何模型曲面模型实体模型曲面模型三维模型实体模型特征模型特征模型12.2三维建模基础1）几何信息几何信息图形信息几何信息是指具有几何意义的点、线、面等，具有确定的位置（坐标）和度量值（长度、面积等）。所有几何元素构成了几何模型的几何信息

3、。三维形体拓扑信息（1）几何分量的数学表示信息ò点用三维坐标值表示；非图形信息ò平面和一般二次曲面用代数方程式表示；ò自由曲面常用Coons、B样条、Bezier等方法来拟合。（2）几何分量之间的相互关系2）拓扑信息拓扑信息是形体几何分量（点、边、环、面）相互间的联结关系。ò点是最基本的拓扑元素；ò边由两点确定；ò环又是由一组相邻的边组成；ò面是由一个或多个封闭环界确定；ò实体是由三维空间的封闭面组成。2.3图形元素和几何元素1）图形元素二维图素或图元图素是指可以用一定的几何参数和属性参数描述的最基本的图形输出单元，包括点、线、圆、圆弧、椭圆、二次曲线

4、等。9种不同类型的拓扑关系22）几何元素三维体素欧氏空间中,形体由如下几何元素构成:用有限个尺寸参数定位和定形的最基本的单元体（1）点。ò点是形体最基本的元素，自由曲线、曲面或其他形体均常有以下3种定义形式：可用有序的点集表示。用计算机存储、管理、输出形体的实质就是对点集及其连接关系的处理ò从实际形体中选择出来，可用一些确定的尺寸参ò点可用n维或n+1维坐标表示。数控制其最终位置和形状的一组单元实体。ò在自由曲线面的描述中常用3种类型的点：ò由参数定义的一条（或一组）轮廓线沿一条（或控制点，用来确定曲线和曲面的位置与形状，而相应曲线一组）空间参数曲线作

5、扫描运动而产生的形体。和曲面不一定经过的点；ò用代数半空间定义的形体。型值点，用来确定曲线和曲面的位置与形状，而相应曲线和曲面一定经过的点；插值点，为提高曲线和曲面的输出精度，在型值点之间插入的一系列点。（2）线（4）面ò线是两个邻面（正则形体）或多个邻面（非正则形体）ò面是形体上一个有限、非零的区域，由一个外环和若干个的交界。内环界定其范围。ò直线由其端点（起点和终点）定界；曲线由一系列型值ò一个面可以无内环，但必须有一个且只有一个外环。点或控制点表示，也可用显式、隐式方程表示。ò面有方向性，一般用其外法线矢量方向作为该面的正向，（3）环若一个面的外

6、法矢量向外，此面为正向面，反之，为反向面。ò环是有序、有向边（直线段或曲线段）组成的面的封闭边界。环中的边不能相交，相邻两条边共享一个端点。（5）体ò环有内外之分，确定面的最大外边界的环称之为外环，通ò体是三维几何元素，由封闭表面围成空间，也是欧氏空间常其边按逆时针方向排序，而把确定面中内孔或凸台边界中非空、有界的封闭子集，其边界是有限面的并集。的环称之为内环，其边相应外环排序方向相反，通常按顺ò常用的基本形体体素包括长方体、球体、圆柱体、圆锥体、时针方向排序。圆环体、棱锥体等，也包括由定义的轮廓曲线沿指定的轨迹ò基于这种定义，在面上沿一个环前进，其左

7、侧总是面内，曲线扫描生成的形体。右侧总是面外。线框模型的数据结构的关键在于正确描述每一线框的棱边，2.4线框模型（Wire-frameModel）一般包括两个信息记录：ò一个是顶点记录，即每个顶点的编号及坐标；线框模型构造物体的基本思想是使用物体的棱边或轮廓线来ò另一个是线框记录，即每一个棱边的起点和终点编号。表示其形状特征，描述几何对象的轮廓线是由连接几何对象上的各点的直线段、圆弧段和二次曲线及自由曲线等组合而成。只要给出了各个节点在空间的位置，并提供它们之间的连接关系，就可确定几何对象的基本外形。32.5曲面模型（SurfaceModel）曲面造型

8、是以物体的各个表面为单位来表示其形体特征，它就在线框造型的基础上，增加了有关面与边的拓扑信息而